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Igarza, Roberto

El parásito Echinococcus canadensis G7 (filo Platelmintos, clase Cestoda) es uno de los agentes causantes de la echinococcosis, zoonosis crónica que afecta tanto a los seres humanos como a mamíferos domésticos y salvajes, y considerada una enfermedad prioritaria por la Organización Mundial de la Salud. A pesar de su gravedad e incidencia en el mundo aún no se dispone de datos genómicos o herramientas terapéuticas y de diagnóstico eficaces para el tratamiento de la infección. La información presentada en esta tesis permite comprender características biológicas de esta especie y provee información que puede ser utilizada para el diseño de nuevas herramientas de control. En este trabajo se secuenció, ensambló y anotó el genoma de 115 Mb de E. canadensis G7. Se identificaron 11435 genes y mediante análisis de ortología se determinaron 881 grupos de genes específicos de cestodos y 581 grupos específicos del género Echinococcus. Estos análisis permitieron identificar genes que podrían ser nuevos blancos terapéuticos. Este es el primer trabajo de genómica comparativa entre las especies de Echinococcus, y mediante el cual se determinó un alto grado de variabilidad genética entre E. canadensis G7 y E. granulosus G1, a pesar de que ambas especies pertenecen al complejo E. granulosus sensu lato y presentan un fenotipo similar del estadío de metacestodo. Los análisis filogenéticos basados en el análisis de SNPs de genomas completos confirmaron a E. canadensis G7 como una especie diferente respecto a E. granulosus G1. Asimismo, se identificaron SNPs en genes del metabolismo de Echinococcus que podrían tener un impacto en su función. La validación de SNPs permitió desarrollar nuevos marcadores moleculares nucleares para diferenciar las especies de Echinococcus que infectan a animales y al hombre en Argentina, y complementan a los marcadores mitocondriales y ribosomales utilizados. Además, se analizaron tres características epigenéticas particulares: la distribución de islas CpG, el sistema de metilación del ADN y componentes de la vía de pequeños ARN basados en el análisis estructural proteína-ARN. Los resultados sugieren que Echinococcus posee mecanismos de regulación génica aún desconocidos y diferenciales entre las especies. Por otra parte, el estudio del uso de codones de Echinococcus reveló que la principal fuerza evolutiva que moldea su uso es la selección. Si bien se identificaron codones que son utilizados más frecuentemente no se encontraron diferencias entre las tres especies de Echinococcus. Los datos generados en esta tesis contribuyeron a la construcción de la base de datos WormBase ParaSite (https://parasite.wormbase.org/), especializada en parásitos platelmintos y nematodos y del Nodo Bioinformático IMPaM (http://impam2.fmed.uba.ar/) en el que se implementaron herramientas especializadas para el análisis de cestodos. La disponibilidad de un nuevo genoma es fundamental para entender la biología de un organismo patógeno, y más aún en aquellos con limitaciones para su mantenimiento y manipulación en el laboratorio.

Se presenta el diseño y construcción de un láser de Titanio-Zafiro de pulsos ultracortos, sus sistemas de monitoreo y se explican los efectos principales que contribuyen a su funcionamiento pulsado. El láser construido emite pulsos de 50 a 100 fs de duración a una frecuencia de repetición de 90 MHz, con un ancho espectral de entre 20 y 50 nm centrado alrededor de los 800 nm y con una potencia media de 400 mW aproximadamente. Se describe una cavidad láser del Ti:Za modificada que emite pulsos cinco veces más energéticos que la cavidad convencional y a una frecuencia de repetición cinco veces más baja. También se presenta un diseño de un amplificador multipasaje tipo corbata de moño girada para la amplificación de los pulsos de láser de Ti:Za, y se analiza su desempeño a partir de un modelo teórico simple. Se expone el montaje experimental del mismo y se presentan las pruebas realizadas. Asimismo, se detalla la construcción y características de un láser construido para bombear la etapa amplificadora. El mismo consiste en un Nd:YAG, pulsado por la técnica de modulación de perdidas, doblado intracavidad que emite pulsos de 25 ns de duración a 4 kHz y con una potencia media de 160mW a 532 nm. Se explica un método para introducir variaciones rápidas de camino óptico y un sistema óptico para monitorearlo. Como resultado de la implementación experimental, se muestra la generación de retardos del orden de los 100 ps a una frecuencia de 10 Hz. Finalmente se presenta una nueva técnica para la caracterización de pulsos ultracortos en fase y amplitud. La técnica, denominada DGDOM, mide en forma directa el retardo de grupo de las componentes de frecuencia de un pulso ultracorto. DGDOM es demostrado a partir de un desarrollo teórico, es probado a partir de simulaciones numéricas y validado en forma experimental.

La banda de los terahertz (THz) ha sido una de las regiones menos estudiadas del espectro electromagnético debido a la falta de fuentes y detectores. No obstante, desde mediados de los ochenta con los avances tecnológicos se comenzaron a desarrollar sistemas que permitían generar y detectar dichas señales. Los mismos, fueron útiles para realizar espectroscopía que es la aplicación que suscita mayor interés. Esto es debido a que trabajar en la región de los THz posibilita estudiar materiales de manera no invasiva, y no ionizante. También lo es, porque contribuye a aplicaciones en imágenes que es una herramienta que ya se esta utilizando como medio de diagnostico médico, o como sistema de seguridad entre otras cosas. En el trabajo de tesis se desarrolló un espectrómetro de THz mediante el uso de un láser de pulsos ultracortos de luz y antenas fotoconductoras. Para su realización, se desarrollaron piezas mecánicas e implementaciones de hardware y software. También, se propuso una técnica de medición del ancho del pulso láser necesaria para asegurar el correcto funcionamiento del sistema. Finalizado el montaje del espectrómetro, se realizaron medidas de materiales verificando el buen funcionamiento del mismo. En una segunda parte, se innovaron en técnicas de procesamientos de datos para materiales monocapa, birrefringente, y multicapa. Tales enfoques, valieron tres publicaciones en revistas internacionales.

Fil:Feugeas, Jorge Néstor. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.